Փոփոխական երկրաչափության տուրբին. աշխատանքի սկզբունք, սարք, վերանորոգում

2024 Հեղինակ: Erin Ralphs | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-02-19 16:55

ICE տուրբինների մշակմամբ արտադրողները փորձում են բարելավել շարժիչների հետ իրենց հետևողականությունը և արդյունավետությունը: Տեխնիկապես ամենաառաջադեմ սերիական լուծումը մուտքի երկրաչափության փոփոխությունն է: Այնուհետև դիտարկվում են փոփոխական երկրաչափության տուրբինների նախագծումը, շահագործման սկզբունքը և սպասարկման առանձնահատկությունները:

Ընդհանուր առանձնահատկություններ

Քննարկվող տուրբինները սովորականից տարբերվում են շարժիչի աշխատանքային ռեժիմին հարմարվելու ունակությամբ՝ փոխելով A/R հարաբերակցությունը, որը որոշում է թողունակությունը: Սա պատյանների երկրաչափական բնութագիրն է, որը ներկայացված է ալիքի խաչմերուկի տարածքի հարաբերակցությամբ և այս հատվածի ծանրության կենտրոնի և տուրբինի կենտրոնական առանցքի միջև հեռավորության վրա:

Փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչների արդիականությունը պայմանավորված է նրանով, որ բարձր և ցածր արագությունների դեպքում այս պարամետրի օպտիմալ արժեքները զգալիորեն տարբերվում են: Այսպիսով, A/R-ի փոքր արժեքի համար հոսքըունի բարձր արագություն, որի արդյունքում տուրբինը արագ պտտվում է դեպի վեր, բայց առավելագույն թողունակությունը ցածր է։ Այս պարամետրի մեծ արժեքները, ընդհակառակը, որոշում են մեծ թողունակությունը և արտանետվող գազի ցածր արագությունը:

Հետևաբար, չափազանց բարձր A/R-ի դեպքում տուրբինը չի կարողանա ճնշում ստեղծել ցածր արագություններում, իսկ եթե այն շատ ցածր է, այն կխեղդի շարժիչը վերևում (հետադարձ ճնշման պատճառով. արտանետվող բազմազանություն, կատարումը կնվազի): Հետևաբար, ֆիքսված երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչների վրա ընտրվում է միջին A / R արժեքը, որը թույլ է տալիս գործել ամբողջ արագության միջակայքում, մինչդեռ փոփոխական երկրաչափությամբ տուրբինների շահագործման սկզբունքը հիմնված է դրա օպտիմալ արժեքի պահպանման վրա: Հետևաբար, նման տարբերակները ցածր խթանման շեմով և նվազագույն ուշացումով շատ արդյունավետ են բարձր արագությունների դեպքում:

Բացի հիմնական անվանումից (փոփոխական երկրաչափության տուրբիններ (VGT, VTG)), այս տարբերակները հայտնի են որպես փոփոխական վարդակ (VNT), փոփոխական շարժիչ (VVT), փոփոխական տարածքի տուրբինի վարդակ (VATN) մոդելներ:

Փոփոխական երկրաչափության տուրբինը մշակվել է Գարեթի կողմից: Բացի դրանից, նման մասերի թողարկումով զբաղվում են այլ արտադրողներ, այդ թվում՝ MHI-ն և BorgWarner-ը։ Սայթաքող օղակների տարբերակների հիմնական արտադրողը Cummins Turbo Technologies-ն է:

Չնայած փոփոխական երկրաչափության տուրբինների օգտագործմանը հիմնականում դիզելային շարժիչների վրա, դրանք շատ տարածված են և դառնում են ժողովրդականություն: Ենթադրվում է, որ 2020 թվականին նման մոդելները կզբաղեցնեն ավելի քան 63Տուրբինների համաշխարհային շուկայի տոկոսը: Այս տեխնոլոգիայի կիրառման ընդլայնումը և դրա զարգացումը առաջին հերթին պայմանավորված է բնապահպանական կանոնակարգերի խստացմամբ։

Դիզայն

Տուրբինի փոփոխական երկրաչափության սարքը սովորական մոդելներից տարբերվում է տուրբինի պատյան մուտքային մասում լրացուցիչ մեխանիզմի առկայությամբ: Դրա դիզայնի մի քանի տարբերակ կա։

Ամենատարածված տեսակը սահող թիավարման օղակն է: Այս սարքը ներկայացված է ռոտորի շուրջը տեղադրված մի շարք կոշտ ամրացված շեղբերով օղակով և շարժվում է ամրացված ափսեի համեմատ: Լոգարիթմական մեխանիզմը օգտագործվում է գազերի հոսքի անցումը նեղացնելու/ընդլայնելու համար։

Պայմանավորված է նրանով, որ թիավարման օղակը սահում է առանցքային ուղղությամբ, այս մեխանիզմը շատ կոմպակտ է, իսկ թույլ կետերի նվազագույն քանակը ապահովում է ամրությունը: Այս տարբերակը հարմար է մեծ շարժիչների համար, ուստի այն հիմնականում օգտագործվում է բեռնատարների և ավտոբուսների վրա: Այն բնութագրվում է պարզությամբ, ներքևի մասում բարձր կատարողականությամբ, հուսալիությամբ:

Երկրորդ տարբերակը նույնպես ենթադրում է թիակի օղակի առկայություն։ Այնուամենայնիվ, այս դեպքում այն կոշտորեն ամրացվում է հարթ ափսեի վրա, իսկ շեղբերները տեղադրվում են քորոցների վրա, որոնք ապահովում են դրանց պտույտը առանցքային ուղղությամբ, դրա մյուս կողմում: Այսպիսով, շեղբերների միջոցով փոխվում է տուրբինի երկրաչափությունը։ Այս տարբերակն ունի լավագույն արդյունավետությունը։

Սակայն շարժական մասերի մեծ քանակի պատճառով այս դիզայնը պակաս հուսալի է հատկապես բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում։ ՆշվածԽնդիրներն առաջանում են մետաղական մասերի շփումից, որոնք մեծանում են տաքանալիս։

Մեկ այլ տարբերակ շարժվող պատն է: Այն շատ առումներով նման է սայթաքող օղակի տեխնոլոգիային, սակայն այս դեպքում ֆիքսված շեղբերները տեղադրվում են ոչ թե սահող օղակի, այլ ստատիկ ափսեի վրա::

Փոփոխական տարածքի տուրբո լիցքավորիչը (ԱԱՀ) ունի սայրեր, որոնք պտտվում են տեղադրման կետի շուրջ: Ի տարբերություն պտտվող շեղբերով սխեմայի, դրանք տեղադրվում են ոչ թե օղակի շրջագծի երկայնքով, այլ անընդմեջ: Քանի որ այս տարբերակը պահանջում է բարդ և թանկարժեք մեխանիկական համակարգ, մշակվել են պարզեցված տարբերակներ:

Մեկը Aisin Seiki Variable Flow Turbocharger-ն է (VFT): Տուրբինի պատյանը ֆիքսված սայրով բաժանված է երկու ալիքների և հագեցած է կափույրով, որը բաշխում է հոսքը նրանց միջև: Ռոտորի շուրջը տեղադրված են ևս մի քանի ֆիքսված շեղբեր: Նրանք ապահովում են հոսքի պահպանում և միաձուլում:

Երկրորդ տարբերակը, որը կոչվում է Switchblade scheme, ավելի մոտ է ԱԱՀ-ին, սակայն շեղբերների շարքի փոխարեն օգտագործվում է մեկ սայր, որը նույնպես պտտվում է տեղադրման կետի շուրջ: Նման շինարարության երկու տեսակ կա. Դրանցից մեկը ներառում է սայրի տեղադրումը մարմնի կենտրոնական մասում: Երկրորդ դեպքում այն գտնվում է ալիքի մեջտեղում և այն բաժանում է երկու բաժանմունքի, ինչպես VFT թիակը։

Փոփոխական երկրաչափություն ունեցող տուրբինի կառավարման համար օգտագործվում են շարժիչներ՝ էլեկտրական, հիդրավլիկ, օդաճնշական։ Տուրբո լիցքավորիչը կառավարվում է կառավարման միավորի կողմիցշարժիչ (ECU, ECU).

Հարկ է նշել, որ այս տուրբինները շրջանցման փական չեն պահանջում, քանի որ ճշգրիտ հսկողության շնորհիվ հնարավոր է արտանետվող գազերի հոսքը դանդաղեցնել ոչ ճնշող եղանակով և ավելցուկն անցնել տուրբինի միջով։

Օպերատիվ սկզբունք

Փոփոխական երկրաչափության տուրբիններն աշխատում են՝ պահպանելով A/R-ի և պտտման օպտիմալ անկյունը՝ փոխելով մուտքի լայնական հատվածը: Այն հիմնված է այն փաստի վրա, որ արտանետվող գազերի հոսքի արագությունը հակադարձ կապ ունի ալիքի լայնության հետ: Հետեւաբար, «ներքևի» վրա արագ առաջխաղացման համար մուտքային մասի խաչմերուկը կրճատվում է: Հոսքը մեծացնելու համար արագության աճով այն աստիճանաբար ընդլայնվում է։

Երկրաչափությունը փոխելու մեխանիզմ

Այս գործընթացի իրականացման մեխանիզմը որոշվում է նախագծով։ Պտտվող շեղբերով մոդելներում դա ձեռք է բերվում դրանց դիրքը փոխելով. նեղ հատված ապահովելու համար շեղբերները ուղղահայաց են շառավղային գծերին, իսկ ալիքը լայնացնելու համար դրանք անցնում են աստիճանական դիրքի։

Շարժվող պատով սահող օղակային տուրբիններն ունեն օղակի առանցքային շարժում, որը փոխում է նաև կապուղու հատվածը։

VFT-ի շահագործման սկզբունքը հիմնված է հոսքի բաժանման վրա: Ցածր արագություններում դրա արագացումն իրականացվում է ալիքի արտաքին հատվածը կափույրով փակելու միջոցով, որի արդյունքում գազերը հնարավորինս կարճ ճանապարհով գնում են դեպի ռոտոր։ Քանի որ բեռը մեծանում է, կափույրըբարձրանում է, որպեսզի թույլ տա, որ հոսքը երկու ծոցերով ընդլայնի հզորությունը:

ԱԱՀ և Switchblade մոդելների համար երկրաչափությունը փոխվում է սայրը պտտելով՝ ցածր արագությամբ այն բարձրանում է՝ նեղացնելով անցուղին հոսքը արագացնելու համար, իսկ բարձր արագության դեպքում այն հարում է տուրբինի անիվին՝ ընդլայնվելով։ թողունակությունը. 2-րդ տիպի անջատիչ սայրերի տուրբիններն ունեն հակադարձ սայրերի աշխատանքը:

Այսպիսով, «ներքևի» վրա այն հարում է ռոտորին, ինչի արդյունքում հոսքը գնում է միայն պատյանի արտաքին պատի երկայնքով։ Երբ պտույտները մեծանում են, սայրը բարձրանում է՝ բացելով անցուղի շարժիչի շուրջ՝ թողունակությունը մեծացնելու համար:

Drive

Շարժիչներից առավել տարածված են օդաճնշական տարբերակները, որտեղ մեխանիզմը կառավարվում է մխոցի միջոցով, որը շարժվում է մխոցի ներսում:

Թիթեղների դիրքը կառավարվում է դիֆրագմային մղիչով, որը գավազանով միացված է թիակի կառավարման օղակին, այնպես որ կոկորդը կարող է անընդհատ փոխվել: Գործարկիչը քշում է ցողունը կախված վակուումի մակարդակից՝ հակազդելով զսպանակին: Վակուումային մոդուլյացիան վերահսկում է էլեկտրական փականը, որն ապահովում է գծային հոսանք՝ կախված վակուումային պարամետրերից: Վակուում կարող է առաջանալ արգելակային ուժեղացուցիչ վակուումային պոմպի միջոցով: Հոսանքը մատակարարվում է մարտկոցից և մոդուլավորում է ECU-ն:

Նման կրիչների հիմնական թերությունը պայմանավորված է սեղմումից հետո գազի վիճակի դժվար կանխատեսելիությամբ, հատկապես երբ տաքացվում է: Հետևաբար ավելի կատարյալհիդրավլիկ և էլեկտրական շարժիչներ են։

Հիդրավլիկ շարժիչները գործում են նույն սկզբունքով, ինչ օդաճնշական շարժիչները, սակայն բալոնում օդի փոխարեն օգտագործվում է հեղուկ, որը կարող է ներկայացվել շարժիչի յուղով: Բացի այդ, այն չի սեղմվում, ուստի այս համակարգը ապահովում է ավելի լավ կառավարում:

Էլեկտրամագնիսական փականը օգտագործում է նավթի ճնշում և ECU ազդանշան օղակը տեղափոխելու համար: Հիդրավլիկ մխոցը շարժում է դարակը և պինյոնը, որը պտտում է ատամնավոր հանդերձը, ինչի արդյունքում սայրերը առանցքային միացված են: ECU սայրի դիրքը փոխանցելու համար անալոգային դիրքի սենսորը շարժվում է դրա շարժիչի խցիկի երկայնքով: Երբ նավթի ճնշումը ցածր է, թիթեղները բացվում և փակվում են, քանի որ նավթի ճնշումը մեծանում է:

Էլեկտրական շարժիչը ամենաճշգրիտն է, քանի որ լարումը կարող է ապահովել շատ նուրբ կառավարում: Այնուամենայնիվ, այն պահանջում է լրացուցիչ սառեցում, որն ապահովվում է հովացուցիչի խողովակներով (օդաճնշական և հիդրավլիկ տարբերակներում օգտագործվում է հեղուկ ջերմությունը հեռացնելու համար):

Ընտրիչ մեխանիզմը ծառայում է երկրաչափության փոփոխիչին:

Տուրբինների որոշ մոդելներ օգտագործում են պտտվող էլեկտրական շարժիչ ուղիղ քայլային շարժիչով: Այս դեպքում սայրերի դիրքը վերահսկվում է էլեկտրոնային հետադարձ փականի միջոցով դարակաշարի և պինիոնի մեխանիզմի միջոցով: ECU-ից հետադարձ կապի համար օգտագործվում է մագնիսական դիմադրողական սենսորով տեսախցիկ, որը ամրացված է հանդերձում:

Եթե անհրաժեշտ է պտտել սայրերը, ապա ECU-ն ապահովում էորոշակի միջակայքում հոսանքի մատակարարում դրանք նախապես որոշված դիրք տեղափոխելու համար, որից հետո, սենսորից ազդանշան ստանալով, այն անջատում է հետադարձ կապի փականը:

Շարժիչի կառավարման միավոր

Վերոնշյալից հետևում է, որ փոփոխական երկրաչափության տուրբինների շահագործման սկզբունքը հիմնված է շարժիչի աշխատանքային ռեժիմին համապատասխան լրացուցիչ մեխանիզմի օպտիմալ համակարգման վրա: Ուստի դրա ճշգրիտ դիրքավորումը և մշտական մոնիտորինգը պահանջվում է: Հետևաբար փոփոխական երկրաչափության տուրբինները կառավարվում են շարժիչի կառավարման ստորաբաժանումներով:

Նրանք օգտագործում են ռազմավարություններ՝ կա՛մ արտադրողականությունը առավելագույնի հասցնելու, կա՛մ շրջակա միջավայրի արդյունավետությունը բարելավելու համար: BUD-ի գործունեության մի քանի սկզբունքներ կան:

Սրանցից ամենատարածվածը ներառում է էմպիրիկ տվյալների և շարժիչի մոդելների վրա հիմնված հղման տեղեկատվության օգտագործումը: Այս դեպքում հետադարձ կարգավորիչը ընտրում է արժեքներ աղյուսակից և օգտագործում է հետադարձ կապ՝ սխալները նվազեցնելու համար: Դա բազմակողմանի տեխնոլոգիա է, որը թույլ է տալիս վերահսկելու տարբեր ռազմավարություններ:

Դրա հիմնական թերությունն անցողիկ ժամանակների սահմանափակումներն են (կտրուկ արագացում, փոխանցումների փոփոխություն): Այն վերացնելու համար օգտագործվել են բազմապարամետրային, PD- և PID-կարգավորիչներ: Վերջիններս համարվում են ամենախոստումնալից, բայց դրանք բավականաչափ ճշգրիտ չեն բեռների ողջ տիրույթում։ Սա լուծվել է՝ կիրառելով անորոշ տրամաբանության որոշման ալգորիթմներ՝ օգտագործելով MAS:

Գոյություն ունի տեղեկատու տեղեկատվություն տրամադրելու երկու տեխնոլոգիա՝ միջին շարժիչի մոդել և արհեստականնյարդային ցանցեր. Վերջինս ներառում է երկու ռազմավարություն. Դրանցից մեկը ենթադրում է խթանման պահպանում տվյալ մակարդակում, մյուսը՝ բացասական ճնշման տարբերության պահպանում: Երկրորդ դեպքում ամենալավ բնապահպանական ցուցանիշները ձեռք են բերվում, բայց տուրբինը գերազանցում է արագությունը:

Շատ արտադրողներ չեն մշակում ECU փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչների համար: Դրանց ճնշող մեծամասնությունը ներկայացված է ավտոարտադրողների արտադրանքով։ Այնուամենայնիվ, շուկայում կան երրորդ կողմի բարձրակարգ ECU-ներ, որոնք նախատեսված են նման տուրբոների համար:

Ընդհանուր դրույթներ

Տուրբինների հիմնական բնութագրերն են օդի զանգվածի հոսքը և հոսքի արագությունը: Մուտքի տարածքը կատարումը սահմանափակող գործոններից մեկն է: Փոփոխական երկրաչափության ընտրանքները թույլ են տալիս փոխել այս տարածքը: Այսպիսով, արդյունավետ տարածքը որոշվում է անցման բարձրությամբ և շեղբերների անկյունով: Առաջին ցուցանիշը փոփոխական է լոգարիթմական օղակով տարբերակներում, երկրորդը՝ պտտվող շեղբերով տուրբիններում։

Այսպիսով, փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչները մշտապես ապահովում են անհրաժեշտ խթանումը: Արդյունքում, դրանցով հագեցած շարժիչները չունեն ուշացում՝ կապված տուրբինի պտտման ժամանակի հետ, ինչպես սովորական մեծ տուրբո լիցքավորիչների դեպքում, և չեն խեղդվում մեծ արագությամբ, ինչպես փոքրերում։

Վերջապես, հարկ է նշել, որ թեև փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչները նախագծված են առանց շրջանցող փականի աշխատելու համար, պարզվել է, որ դրանք ապահովում են արդյունավետության բարձրացում հիմնականում ցածր ծայրերում և բարձր պտույտների դեպքում՝ ամբողջովին բաց:շեղբերները չեն կարողանում հաղթահարել մեծ զանգվածային հոսքը: Հետևաբար, ավելորդ հետադարձ ճնշումը կանխելու համար դեռ խորհուրդ է տրվում օգտագործել թափոններ:

Կողմ և դեմ

Տուրբինի կարգավորումը շարժիչի աշխատանքային ռեժիմին ապահովում է բոլոր ցուցանիշների բարելավում ֆիքսված երկրաչափության տարբերակների համեմատ.

• ավելի լավ արձագանքողություն և կատարողականություն ամբողջ պտույտների տիրույթում;
• միջին ոլորող մոմենտների ավելի հարթ կոր;
• շարժիչը մասնակի բեռնվածությամբ աշխատելու ունակություն ավելի արդյունավետ օդի/վառելիքի խառնուրդի վրա;
• ավելի լավ ջերմային արդյունավետություն;
• կանխում է ավելորդ խթանումը բարձր պտույտի ժամանակ;
• լավագույն բնապահպանական կատարում;
• վառելիքի ավելի քիչ սպառում;
• երկարացված տուրբինի աշխատանքային տիրույթ։

Փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչների հիմնական թերությունը նրանց զգալիորեն բարդ դիզայնն է: Լրացուցիչ շարժվող տարրերի և շարժիչների առկայության պատճառով դրանք ավելի քիչ հուսալի են, և այս տեսակի տուրբինների սպասարկումն ու վերանորոգումն ավելի դժվար է: Բացի այդ, բենզինային շարժիչների փոփոխությունները շատ թանկ են (մոտ 3 անգամ ավելի թանկ, քան սովորականները): Ի վերջո, այս տուրբինները դժվար է համատեղել նրանց համար չնախագծված շարժիչների հետ:

Հարկ է նշել, որ առավելագույն արդյունավետության առումով փոփոխական երկրաչափության տուրբինները հաճախ զիջում են իրենց սովորական նմանակներին: Դա պայմանավորված է բնակարանում և շարժվող տարրերի հենարանների շուրջ կորուստներով: Բացի այդ, առավելագույն կատարումը կտրուկ նվազում է օպտիմալ դիրքից հեռանալիս: Այնուամենայնիվ, գեներալԱյս դիզայնի տուրբո լիցքավորիչների արդյունավետությունն ավելի բարձր է, քան ֆիքսված երկրաչափության տարբերակները՝ ավելի մեծ աշխատանքային տիրույթի պատճառով:

Հավելված և լրացուցիչ գործառույթներ

Փոփոխական երկրաչափության տուրբինների շրջանակը որոշվում է ըստ նրանց տեսակի: Օրինակ՝ պտտվող շեղբերով շարժիչները տեղադրվում են մեքենաների և թեթև կոմերցիոն մեքենաների շարժիչների վրա, իսկ սահող օղակով մոդիֆիկացիաները հիմնականում օգտագործվում են բեռնատարների վրա։

Ընդհանուր առմամբ, փոփոխական երկրաչափության տուրբիններն առավել հաճախ օգտագործվում են դիզելային շարժիչների վրա: Դա պայմանավորված է նրանց արտանետվող գազերի ցածր ջերմաստիճանով։

Ուղևորային դիզելային շարժիչների վրա այս տուրբո լիցքավորիչները հիմնականում ծառայում են արտանետվող գազերի վերաշրջանառության համակարգից կատարողականի կորուստը փոխհատուցելու համար:

Բեռնատարների վրա տուրբիններն իրենք կարող են բարելավել շրջակա միջավայրի արդյունավետությունը՝ վերահսկելով արտանետվող գազերի քանակը, որոնք վերաշրջանառվում են դեպի շարժիչի ընդունիչ: Այսպիսով, փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչների օգտագործմամբ հնարավոր է բարձրացնել ճնշումը արտանետվող կոլեկտորում մինչև ավելի մեծ արժեք, քան ընդունող կոլեկտորում, որպեսզի արագացվի վերաշրջանառությունը: Չնայած չափից դուրս ճնշումը վնասակար է վառելիքի արդյունավետության համար, այն օգնում է նվազեցնել ազոտի օքսիդի արտանետումները:

Բացի այդ, մեխանիզմը կարող է փոփոխվել՝ նվազեցնելու տուրբինի արդյունավետությունը տվյալ դիրքում: Սա օգտագործվում է արտանետվող գազերի ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար, որպեսզի մաքրվի մասնիկների ֆիլտրը՝ օքսիդացնելով խրված ածխածնի մասնիկները տաքացնելով:

Տվյալներգործառույթները պահանջում են հիդրավլիկ կամ էլեկտրական շարժիչ:

Փոփոխական երկրաչափության տուրբինների նկատված առավելությունները սովորականների նկատմամբ դրանք դարձնում են լավագույն տարբերակը սպորտային շարժիչների համար: Այնուամենայնիվ, դրանք չափազանց հազվադեպ են բենզինային շարժիչների վրա: Հայտնի են միայն մի քանի սպորտային մեքենաներ, որոնք հագեցած են դրանցով (ներկայումս Porsche 718, 911 Turbo և Suzuki Swift Sport): Ըստ BorgWarner-ի մենեջերներից մեկի՝ դա պայմանավորված է նման տուրբինների արտադրության շատ բարձր արժեքով՝ բենզինային շարժիչների բարձր ջերմաստիճանի արտանետվող գազերի հետ փոխազդեցության համար մասնագիտացված ջերմակայուն նյութեր օգտագործելու անհրաժեշտությամբ (դիզելային արտանետվող գազերը շատ ավելի ցածր են. ջերմաստիճանը, ուստի տուրբիններն ավելի էժան են նրանց համար):

Բենզինային շարժիչների վրա օգտագործված առաջին VGT-ները պատրաստված էին սովորական նյութերից, ուստի սպասարկման ընդունելի ժամկետ ապահովելու համար անհրաժեշտ էր օգտագործել հովացման բարդ համակարգեր: Այսպիսով, 1988 թվականի Honda Legend-ի վրա նման տուրբինը զուգակցվել է ջրով հովացվող միջսառեցման հետ: Բացի այդ, այս տեսակի շարժիչն ունի արտանետվող գազերի հոսքի ավելի լայն տիրույթ, այդպիսով պահանջվում է ավելի մեծ զանգվածային հոսքի միջակայք վարելու ունակություն:

Արտադրողները ամենաարդյունավետ եղանակով հասնում են կատարողականության, արձագանքման, արդյունավետության և շրջակա միջավայրի բարեկեցության պահանջվող մակարդակներին: Բացառություն են կազմում մեկուսացված դեպքերը, երբ վերջնական արժեքը առաջնահերթ չէ։ Այս համատեքստում սա, օրինակ, Koenigsegg One-ում ռեկորդային կատարողականի հասնելն է՝ 1 կամ Porsche 911 Turbo-ի հարմարեցումը քաղաքացիական անձին։գործողություն։

Ընդհանուր առմամբ, տուրբո լիցքավորվող մեքենաների ճնշող մեծամասնությունը հագեցած է սովորական տուրբո լիցքավորիչներով: Բարձր արդյունավետությամբ սպորտային շարժիչների համար հաճախ օգտագործվում են երկակի ոլորման տարբերակներ: Թեև այս տուրբո լիցքավորիչները զիջում են VGT-ներին, նրանք առաջարկում են նույն առավելությունները սովորական տուրբինների նկատմամբ, միայն փոքր չափով, և, այնուամենայնիվ, ունեն գրեթե նույն պարզ դիզայնը, ինչ վերջիններս: Ինչ վերաբերում է թյունինգին, ապա փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչների օգտագործումը, բացի բարձր արժեքից, սահմանափակված է դրանց թյունինգի բարդությամբ։

Բենզինային շարժիչների համար Հ. Իշիհարայի, Կ. Ադաչիի և Ս. Կոնոյի ուսումնասիրությունը դասակարգեց փոփոխական հոսքի տուրբինը (VFT) որպես ամենաօպտիմալ VGT: Միայն մեկ շարժվող տարրի շնորհիվ արտադրության ծախսերը կրճատվում են, իսկ ջերմային կայունությունը՝ բարձրանում: Բացի այդ, նման տուրբինն աշխատում է ECU պարզ ալգորիթմի համաձայն, որը նման է ֆիքսված երկրաչափության տարբերակներին, որոնք հագեցած են շրջանցման փականով: Հատկապես լավ արդյունքներ են ձեռք բերվել, երբ նման տուրբինը համակցված է iVTEC-ի հետ: Այնուամենայնիվ, հարկադիր ինդուկցիոն համակարգերի համար նկատվում է արտանետվող գազերի ջերմաստիճանի բարձրացում 50-100 °C-ով, ինչը ազդում է շրջակա միջավայրի վրա: Այս խնդիրը լուծվել է՝ օգտագործելով ջրով հովացվող ալյումինե կոլեկտոր:

BorgWarner-ի լուծումը բենզինային շարժիչների համար էր՝ համատեղել երկվորյակ ոլորման տեխնոլոգիան և փոփոխական երկրաչափության դիզայնը SEMA 2015-ին ներկայացված երկվորյակ ոլորման փոփոխական երկրաչափական տուրբինի մեջ:Նույն դիզայնով, ինչ երկվորյակ պտտվող տուրբինը, այս տուրբո լիցքավորիչն ունի կրկնակի մուտք և երկակի միաձույլ տուրբինային անիվ, և համակցված է կրկնակի ոլորման բազմազանության հետ՝ հաջորդականությամբ վերացնելու արտանետման իմպուլսացիան ավելի խիտ հոսքի համար:

Տարբերությունը մուտքի մասում կափույրի առկայության մեջ է, որը, կախված ծանրաբեռնվածությունից, հոսքը բաշխում է շարժիչների միջև։ Ցածր արագությունների դեպքում բոլոր արտանետվող գազերը գնում են դեպի ռոտորի մի փոքր հատված, իսկ մեծ մասը արգելափակվում է, ինչը նույնիսկ ավելի արագ պտտվում է, քան սովորական երկակի պտտվող տուրբինը: Բեռը մեծանալուն զուգընթաց, կափույրը աստիճանաբար տեղափոխվում է միջին դիրք և հավասարաչափ բաշխում է հոսքը բարձր արագությամբ, ինչպես ստանդարտ երկակի ոլորման նախագծում: Այսինքն՝ երկրաչափությունը փոխելու մեխանիզմի առումով նման տուրբինը մոտ է VFT-ին։

Այսպիսով, այս տեխնոլոգիան, ինչպես փոփոխական երկրաչափության տեխնոլոգիան, ապահովում է A/R հարաբերակցության փոփոխություն՝ կախված բեռից՝ տուրբինը հարմարեցնելով շարժիչի աշխատանքային ռեժիմին, որն ընդլայնում է աշխատանքային տիրույթը: Միևնույն ժամանակ, դիտարկված դիզայնը շատ ավելի պարզ և էժան է, քանի որ այստեղ օգտագործվում է միայն մեկ շարժվող տարր, որը գործում է պարզ ալգորիթմի համաձայն, և ջերմակայուն նյութեր չեն պահանջվում: Վերջինս պայմանավորված է տուրբինի կրկնակի պատյանների պատերին ջերմության կորստի պատճառով ջերմաստիճանի նվազմամբ։ Հարկ է նշել, որ նմանատիպ լուծումներ նախկինում էլ են հանդիպել (օրինակ՝ արագ պտտվող փական), սակայն ինչ-ինչ պատճառներով այս տեխնոլոգիան ժողովրդականություն չի վայելել։

Պահպանում ևվերանորոգում

Տուրբինների պահպանման հիմնական գործողությունը մաքրումն է: Դրա անհրաժեշտությունը պայմանավորված է արտանետվող գազերի հետ դրանց փոխազդեցությամբ, որոնք ներկայացված են վառելիքի և յուղերի այրման արտադրանքներով: Այնուամենայնիվ, մաքրումը հազվադեպ է պահանջվում: Ինտենսիվ աղտոտումը վկայում է անսարքության մասին, որը կարող է առաջանալ ավելորդ ճնշման, միջադիրների կամ պտուտակների միջադիրների մաշվածության, ինչպես նաև մխոցների խցիկի, շնչափողի խցանման հետևանքով:

Փոփոխական երկրաչափության տուրբիններն ավելի զգայուն են աղտոտման նկատմամբ, քան սովորական տուրբինները: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մուր կուտակելը երկրաչափության փոփոխման սարքի ուղեցույցի փեղկում հանգեցնում է դրա սեպման կամ շարժունակության կորստի: Արդյունքում տուրբո լիցքավորիչի աշխատանքը խաթարվում է։

Ամենապարզ դեպքում մաքրումն իրականացվում է հատուկ հեղուկի միջոցով, սակայն հաճախ ձեռքով աշխատանք է պահանջվում։ Տուրբինը նախ պետք է ապամոնտաժվի: Երկրաչափության փոփոխության մեխանիզմն անջատելիս զգույշ եղեք, որ չկտրեք մոնտաժային պտուտակներ: Դրանց բեկորների հետագա հորատումը կարող է հանգեցնել անցքերի վնասմանը: Հետևաբար, փոփոխական երկրաչափության տուրբինի մաքրումը որոշ չափով դժվար է:

Բացի այդ, պետք է հաշվի առնել, որ փամփուշտի հետ անզգույշ վարվելը կարող է վնասել կամ դեֆորմացնել ռոտորի սայրերը: Եթե այն ապամոնտաժվի մաքրումից հետո, այն կպահանջի հավասարակշռում, բայց փամփուշտի ներսը սովորաբար չի մաքրվում:

Անիվների վրա յուղի մուրը ցույց է տալիս մխոցների օղակների կամ փականների խմբի մաշվածությունը, ինչպես նաև փամփուշտի ռոտորի կնիքները: Մաքրում առանցՇարժիչի այս անսարքությունները վերացնելը կամ տուրբինի վերանորոգումն անիրագործելի է:

Նշված տեսակի տուրբո լիցքավորիչների համար քարթրիջը փոխարինելուց հետո անհրաժեշտ է երկրաչափական ճշգրտում: Դրա համար օգտագործվում են կայուն և կոպիտ կարգավորող պտուտակներ: Հարկ է նշել, որ առաջին սերնդի որոշ մոդելներ ի սկզբանե չեն կարգավորվել արտադրողների կողմից, ինչի հետևանքով դրանց կատարողականությունը «ներքևում» կրճատվում է 15-25%-ով: Մասնավորապես, դա ճիշտ է Garrett տուրբինների համար: Ցանցում կարելի է գտնել հրահանգներ, թե ինչպես կարգավորել փոփոխական երկրաչափական տուրբինը:

CV

Փոփոխական երկրաչափության տուրբո լիցքավորիչները ներկայացնում են ներքին այրման շարժիչների սերիական տուրբինների մշակման ամենաբարձր փուլը: Մուտքի մասում լրացուցիչ մեխանիզմը ապահովում է, որ տուրբինը հարմարեցված է շարժիչի աշխատանքային ռեժիմին՝ կարգավորելով կոնֆիգուրացիան: Սա բարելավում է կատարումը, տնտեսությունը և շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը: Այնուամենայնիվ, VGT-ի դիզայնը բարդ է, իսկ բենզինային մոդելները՝ շատ թանկ: